Rafaeljanc (LII) Turboljot

Typ:  výzkumná vzdušná platforma s kolmým vzletem a přistáním (VTOL)

Určení:  studium chování proudového letounu a jeho pohonné jednotky při kolmém vzletu a přistání, při vznášení na místě, při přechodu z visu do dopředného letu a naopak a při dopředném letu rychlostí blížící se rychlosti nulové

Historie:  Rychlý růst letových výkonů bojových letounů, který provázel poválečná léta, sebou přinášel stále vyšší nároky této techniky na délku a kvalitu vzletové a přistávací dráhy. Protože tento aspekt provoz bojových letounů značně prodražoval a navíc rozsáhlé letištní plochy představovaly pro nové útočné prostředky, jakými jsou balistické řízené střely, snadný cíl, v období 50. let se do středu pozornosti vzdušných sil všech velmocí dostaly vzdušné prostředky, které v sobě kombinovaly hlavní přednost vrtulníku v podobě kolmého vzletu a přistání s hlavní předností klasického letounu s proudovým pohonem v podobě vysoké letové rychlosti a poměrně velkého doletu. První výzkumy na toto téma přitom v SSSR uskutečnil, v letech 1955 až 1956, zkušební institut LII ze Žukovského. Zatímco pro studium ovladatelnosti proudového letounu při malé letové rychlosti v průběhu kolmého stoupání posloužil podzvukový proudový stíhací letoun typu MiG-15 (Fagot), vliv horkých výtokových plynů na povrch betonové a nezpevněné VPD byl studován za pomoci speciálního pozemního testovacího přípravku. Jeho součástí se přitom stala přední partie trupu a pohonná jednotka z vyřazeného podzvukového stíhacího letounu typu MiG-17 (Fresco) v podobě 2 700 kp proudového motoru typu VK-1A. Pro potřeby studia chování proudového letounu a jeho pohonné jednotky při kolmém vzletu a přistání, vznášení na místě, přechodu z visu do dopředného letu a naopak a v neposlední řadě též při dopředném letu rychlostí blížící se rychlosti nulové byla zase zmíněným institutem zhotovena pilotovaná vzdušná platforma, která vešla ve známost pod názvem Turboljot. Projekt tohoto sovětského protějšku britské testovací platformy typu Rolls-Royce TMR (Thrust Measurement Rig), známé též jako Flying Bedstead, přitom zpracoval A.N. Rafaeljanc pod dohledem V.N. Matvejeva. Za pohonnou jednotku Turboljotu byl zvolen axiálním kompresorem opatřený proudový motor typu RD-9BP. Ten přitom nebyl ničím jiným, než modifikací 3 250 kp motoru typu RD-9B, pohonné jednotky nadzvukového stíhacího letounu typu MiG-19 (Farmer), s instalací lehčí a jednodušší pevné trysky bez přídavného spalování (a přidružených systémů). Protože nebylo chování tohoto proudového motoru při chodu ve vertikální poloze známo, ještě předtím, než se stal pohonnou jednotkou Turboljotu, prošel zkouškami na speciální pozemní zkušebně. Ta byla přitom navržena a postavena konstrukčním týmem O. Konstantinova a měla podobu čtyřboké pyramidy zhotovené z válcovaných ocelových nosníků s betonovou základnou s tepelnými čidly. Zkouškami na této pozemní zkušebně přitom motor typu RD-9BP prošel v létě roku 1956. Ještě předtím byl ale takto odzkoušen slabší 2 270 kp radiálním kompresorem opatřený proudový motor typu RD-45F podzvukového MiGu-15 (Fagot). Zpočátku zkoušek byl tah této pohonné jednotky řízen za pomoci dlouhého kabelu. Později ale dostal přednost hydraulický pohon. Instalace palivové nádrže se přitom, z bezpečnostních důvodů, vždy nacházela mimo výše popsaný testovací přípravek. Zmíněné zkoušky byly provedeny zkušebním týmem S. Ščerbakova a odhalily, že proudový motor typu RD-9BP vykazuje bezproblémovým chodem i v poněkud netradiční vertikální poloze. Tento typ proudové pohonné jednotky přitom dokázal dostat Turboljot do vzduchu kolmo z místa pouze díky přebytku tahu nad hmotností. Tah motoru RD-9BP totiž dosahoval hodnoty 2 835 kp (2 835 kg), zatímco hmotnost Turboljotu činila 2 340 kg. Svým vzezřením se tento ryze výzkumný vzdušný prostředek, obdobně jako jeho výše uvedený britský protějšek v podobě typu TMR, podobal spíše měsíčnímu přistávacímu modulu než klasickému letounu. Konvenční ovládací plochy Turboljot zcela postrádal. Ty by totiž beztak byly v průběhu vznášení a v průběhu dopředného letu rychlostí blížící se rychlosti nulové absolutně neúčinné (kuli nedostatečnému dynamickému tlaku). Jejich poslání zastávala soustava nevelkých trysek, která byla umístěna na koncích čtyř dlouhých ramen (s rozpětím 10 m) vybíhajících z boků „trupu“. Pilotáž Turboljotu byla díky jeho špatné stabilitě a ovladatelnosti poměrně náročná. Sebemenší chyba mohla vést k převrácení a nárazu do země, což bylo obzvláště nepříjemné už jen kuli tomu, že pilotní kabina Turboljotu nebyla opatřen žádným záchranným systémem. Zatímco za dobrého počasí a bezvětří bylo možné Turboljot ovládat bez větších problémů, při větru vanoucím rychlostí 12 m/s tento stroj díky absenci konvenčních ovládacích ploch kladl nemalé nároky na pilotáž jak při vlastním vzletovém a přistávacím manévru, tak i při volném vznášení na místě. V tomto případě bylo totiž nezbytné Turboljot nepřetržitě držet pod mírným sklonem proti směru větru. Jeho vzletovou a přistávací plochou se při zkouškách stala velká kovová deska. V jednom případě, na tradiční letecké přehlídce, která se konala v roce 1958 v Tušinu, jediný prototyp tohoto stroje dokonce vzlétl a přistál na zatravněné ploše. V rámci této jediné veřejné prezentace se vznesl do výšky, následně vykonal otočku o 360° kolem vertikální osy a nakonec přelétl na druhý konec letiště. Letové zkoušky jediného prototypu Turboljotu přitom odhalily, že je tento stroj nezbytné dovybavit automatickým stabilizačním systémem, který by automaticky udržoval jeho stabilitu v průběhu kolmého vzletu a přistání a v průběhu volného vznášení. Kromě toho zkoušky Turboljotu poskytly cenné poznatky o způsobu ovládání proudového VTOL letounu v průběhu kolmého vzletu a přistání, volného vznášení a letu rychlostí blížící se rychlosti nulové. Ty byly přitom následně zužitkovány při vývoji prvního skutečného proudového VTOL letounu sovětské konstrukce v podobě typu Jak-36 (Freehand) z dílny A.S. Jakovleva. K podpisu závěrečné zprávy ze zkoušek jediného prototypu Turboljotu došlo v září roku 1957. Po ukončení zkušebního programu byl tento stroj předán leteckému muzeu z Monina. Zde se přitom nachází do dnešních dnů.

Popis:  Výzkumná vzdušná platforma s kolmým vzletem a přistáním (VTOL) typu Turboljot se svým vzezřením nápadně podobala měsíčnímu přistávacímu modulu. Nekapotovaný „trup“ tohoto stroje měl podobu čtyřboké základny ze svařované trubkové příhradoviny se čtyřmi vysokými podvozkovými vzpěrami s nevelkými samonastavitelnými kolečky v „rozích“. Přímo jeho středem procházela instalace pohonné jednotky v podobě 2 835 kp proudového motoru typu RD-9BP (modifikovaný RD-9B bez přídavného spalování). Zatímco přímo před instalací zmíněné pohonné jednotky byla umístěna bohatě prosklená jednomístná pilotní kabina, která svým vzezřením nápadně připomínala kabinu operátora buldozeru, po jeho stranách se nacházela instalace dvou 200 l hranatých palivových nádrží. Uvnitř pilotní kabiny Turboljotu byla kromě nevystřelovací sedačky umístěna též instalace konvenčních ovládacích prvků v podobě jednoho kniplu a dvou pedálů. Ze všech čtyř boků „trupu“ tohoto stroje, přímo nad podvozkovými vzpěrami, vybíhala dlouhá ramena (s rozpětím 10 m). Ty při pohledu z vrchu zaujímaly vzájemnou pozici do tvaru kříže a na jejich koncích se nacházely nevelké trysky stabilizačního systému. Zmíněné trysky přitom využívaly stlačený vzduch, který byl odebírán z kompresoru pohonné jednotky, a zastupovaly klasické ovládací plochy. Ty by totiž byly v průběhu vznášení a dopředného letu rychlostí blížící se rychlosti nulové absolutně neúčinné (kuli nedostatečnému dynamickému tlaku). Otáčky motoru RD-9BP nebylo možné nijak měnit. Hodnota tahu této pohonné jednotky byla regulována za pomoci deflektorů. Ty se nacházely přímo u ústí trysky a byly zhotoveny ze žáruvzdorné slitiny. Pokud bylo třeba snížit tah motoru RD-9BP, a tím i vztlak, část proudu výtokových plynů této pohonné jednotky byla za pomoci zmíněných deflektorů vychýlena z vertikálního směru směrem do stran.

Verze:  žádné

Vyrobeno:  jeden prototyp

Uživatelé:  žádní (pouze výzkumný stroj)

Posádka:    jeden pilot

Pohon:       jeden proudový motor typu Tumanskij RD-9BP s max. tahem 2 835 kp

Poslední úpravy provedeny dne: 20.5.2013